污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环，大量减少水中含氮物质，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。
具有脱氮除磷功能的污水厂，有机物主要消耗在释磷、反硝化脱氮和异养菌生长等方面。但是，一般城市污水中所含的易降解COD(化学需氧量)是有限的，在低碳源污水处理系统中，COD/TN(化学需氧量与总氮的比值)较低的现象更为突出，VFAs(挥发性脂肪酸)含量更是十分有限，碳源不足成为反硝化和释磷的限制因素，所以在生物脱氮除磷系统中，聚磷菌和反硝化菌因碳源不足而产生竞争，影响去除效果。
城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002一级A排放标准。而目前运行的城市污水处理厂虽然进行一级A提标改造，但受技术条件、工艺条件的影响，出水总氮、总磷不能稳定达标。如要总氮稳定达标一般都要外加碳源，从而提高了运营成本。
多核复合型碳源富含不同微生物菌群代谢所需多种碳源，避免单一碳源环境下弱化菌群多样化;同时富含多种微量元素、有机酸、天然生物激素等微生物益生因子，在补充碳源的同时提高了生化系统微生物活性，强化菌群多样性，为反硝化提供更加高效碳源。